[发明专利]超高吸水性聚合物及其形成方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及超高吸水性聚合物及其形成方法，且特别涉及一种可应用于含盐类环境的超高吸水性聚合物及其形成方法。

【背景技术】

超高吸水性聚合物(Superabsorbent polymer，SAP)已经广泛地应用于卫生、医疗、农渔业、及工业等领域。在卫生医疗领域方面，例如包括用于婴儿尿布(裤)、老人尿失禁用布(裤)、妇女卫生棉等用品。

目前，超高吸水性聚合物的问题在于其吸水率在盐水溶液中会大幅降低。以目前常见的超高吸水性聚合物为例，其在蒸馏水及压力中的吸水率(例如约为400g/g)远大于在一般生理食盐水及压力中的吸水率(例如下降至约40g/g)。亦即，现存超高吸水性聚合物在盐水环境中吸水率例如可能下降到原来吸水率的1/10，此时如欲达到原本的吸水量，就必须使用原本使用量10倍的超高吸水性聚合物。故目前使用的婴儿尿布(裤)、老人尿失禁用布(裤)、妇女卫生棉等卫生用商品的缺点可归纳为：太厚、太重、不舒适、行动不方便、易外漏、更换次数高、外出携带不便等问题。

超高吸水性聚合物在盐水环境中吸水率降低的原因例如包括：(1)渗透压梯度效应(osmotic pressure gradient eeffct)：环境中离子浓度含量高，造成系统的渗透压下降；(2)共同离子效应(common ion effect)：盐水中的正离子与聚合物中的酸根中和，降低聚合物因负离子与负离子间排斥力所造成的体积膨胀，因而降低其吸水能力；以及(3)多价离子效应(multivalention effect)：盐水中多价离子，如镁，与聚合物中一个以上的羧酸根键结，使得聚合物体积无法继续膨胀，因而降低其吸水能力。

因此，目前亟需一种在盐水环境中也可达到高吸水率的超高吸水性聚合物。

【发明内容】

本发明一实施例提供一种超高吸水性聚合物-(superabsorbent polymer)，其包含8至23摩尔%的第一单体A₁、75至92摩尔%的第二单体B₁、0.1至1摩尔%的第一交联剂C₁、以及0.2至1.5摩尔%的第二交联剂D₁，其中，该第一单体A₁为衣康酸(itaconic acid)、反丁烯二酸(fumaric acid)、衣康胺酸(itaconamic acid)、顺丁烯二酸(maleic acid)、甲基顺丁烯二酸(methyl maleic acid)、或前述的组合；该第二单体B₁为丙烯酸(acrylic acid)、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(2-hydroxyethyl methacrylate)、甲基丙烯酸(methacrylic acid)、丙烯酰胺(acrylamide)、甲基丙烯酰胺(methacrylamide)、丙烯酰氧基丙酸(acryloxypropionic acid)、或前述的组合；该第一交联剂C₁为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(N,N’-methylenebisacrylamide；MBA)、N,N’-亚乙基双丙烯酰胺(N,N'-ethylenebisacrylamide)、1,3-亚丙基双丙烯酰胺(1,3-propylenebisacrylamide)、二丙烯酸乙二酯(ethylene diacrylate)、二乙二醇二丙烯酸酯(di(ethylene glycol)diacrylate)、三乙二醇二丙烯酸酯(tri(ethylene glycol)diacrylate)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylolpropane triacrylate)、季戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritol triacrylate)、或前述的组合；以及该第二交联剂D₁为乙二醇(ethylene glycol)、二甘醇(diethylene glycol)、三甘醇(triethylene glycol)、丙二醇(propanediol)、丁二醇(butanediol)、戊二醇(pentanediol)、己二醇(hexanediol)、亚甲基二胺(methylenediamine)、亚乙基二胺(ethylenediamine)、三亚甲基二胺(trimethylenediamine)、或前述的组合，其中，该超高吸水性聚合物包含(1)该第一单体A₁及该第二单体B₁的共聚物，该共聚物通过该第一交联剂C₁及该第二交联剂D₁连接；(2)该共聚物以及该第一单体A₁的均聚物(homopolymer)，该共聚物及该均聚物通过该第一交联剂C₁及该第二交联剂D₁连接；(3)该共聚物以及该第二单体B1的均聚物，该共聚物及该均聚物通过该第一交联剂C₁及该第二交联剂D₁连接；或者(4)该第一单体A₁的均聚物以及该第二单体B₁的均聚物，上述两种均聚物皆通过该第一交联剂C₁及该第二交联剂D₁连接。